El “rating”, tasa de eficiencia, o clasificación de micronaje de un filtro es una manera de indicar su habilidad de eliminar contaminantes por el tamaño de las partículas expuestas. Esto no indica precisamente la eficiencia ni la capacidad del filtro, y solamente aplica a filtros de líquidos.

Un micrón, o una micra es un micrómetro: 0.0000001 metros. Es representado por el símbolo µ o µm.

Un cabello humano tiene cerca de 70 micrones en diámetro, mientras una partícula de humo de cigarro es 0.5 micrones. El ojo humano normalmente no puede ver partículas individuales debajo de 40 micrones.

Un filtro con un rating o clasificación de 10 micrones tiene la capacidad de capturar algunas partículas tan pequeñas como 10 micrones. Cuando se ve un filtro con una clasificación de “1 micron” no se sabe exactamente que quiere decir hasta saber con que pruebas y métodos se determinó eso.

Los dos métodos más comunes para clasificarlos son:

• Nominal: Captura 50% de las partículas de ese tamaño o mayores.
• Absoluto: Captura 98.7% de las partículas de ese tamaño o mayor. Esto puede ser clasificado por un paso o por pruebas de pasos múltiples por el filtro.

Las nuevas clasificaciones, bajo los métodos reconocidos por el SAE J1858 y por el ISO 4548-12 para aceite de motor; y por el ISO 16889 para aceites hidráulicos o combustibles estandardizan los métodos para dar normas comparativas entre marcas. Este método termina con una clasificación Beta.

Este método utiliza un contaminante de tamaño conocido, adicionado regularmente al aceite que está bombeado continuamente por un filtro. Periódicamente muestras son tomadas antes y después del filtro para medir la cantidad y el tamaño de las partículas encontradas. De esta información se divide la cantidad de partículas de cada tamaño encontrado antes del filtro por la cantidad del mismo tamaño después del filtro.

Para hacer más sentido del numero, se resta 1 y divide por el numero original, dando el porcentaje de eficiencia de eliminar ese tamaño de partícula.

La tabla de “ratings” o la clasificaciones Beta es:

Entonces que quiere decir “rating” o clasificación Beta de un filtro cuando dice que es β 5/10/20 = 2/20/75?

Esto quiere decir que el filtro tiene una eficiencia de:

• β2 para partículas de 5 micrones, o 50%; eliminando 50% de las partículas de 5 micrones.
• β20 para partículas de 10 micrones, o 90%; eliminando 90% de las partículas de 10 micrones.
• β75 para partículas de 20 micrones, o 95%; eliminando 95% de las partículas de ese 20 micrones.

Existe un código de limpieza publicado por la ISO para varias aplicaciones, pero vale la pena revisar las publicaciones y manuales de su equipo para las recomendaciones de fábrica.

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Una referencia a micronaje Nominal de un filtro normalmente quiere decir que el filtro puede filtrar algún porcentaje de las partículas del tamaño especificado. 50% a 10 micrones seria una referencia nominal.

Una referencia Absoluta es el tamaño de partícula más pequeño que puede ser retenido en el filtro con una eficiencia mayor a 98%. Esto es el equivalente al Beta=75 o 98.67% eficiencia.

Los dos métodos más comunes para clasificarlos son:

• Nominal: Captura 50% de las partículas de ese tamaño o mayores.
• Absoluto: Captura 98.7% de las partículas de ese tamaño o mayor. Esto puede ser clasificado por un paso o por pruebas de pasos múltiples por el filtro.

La presión de rotura de un filtro hidráulico de enrosque es la presión mínima que el filtro puede aguantar sin deformarse al punto de falla. Filtros hidráulicos de buenas marcas típicamente son diseñados para tener una presión de rotura del doble de las presiones esperadas en la aplicación recomendada.

Por ende, cada filtro tendrá una presión diferente a los requerimientos del equipo. Si escogemos filtros por su rosca y tamaño, frecuentemente podemos estar colocando un filtro que se romperá, con posibles daños al equipo y al personal.

La presión es contra la carcaza, no contra el cartucho. Este tipo de filtro no es sujeto a rotura por presión.

Solo se aplica el término “valor de rotura” a los filtros roscables “spin-on”.

Ambos tipos de filtros hidráulicos, de cartucho y de enroscar, tienen “ratings” o clasificaciones de colapso. Esto es simplemente la habilidad del filtro u su tubo central de soportar presiones sin colapsar. Estos valores son expresados en PSID (diferencial de presión), la que constituye la diferencia entre la presión entrando al filtro y la presión en la salida.

El uso de un filtro diseñando para bajas presiones en aplicaciones de alta presión resultara en el colapso del filtro.

La tasa de flujo de un filtro es la habilidad de pasar un volumen de fluido en un periodo de tiempo. Esto es afectado por la cantidad de media filtrante y la restricción de esa media.

Generalmente un filtro de alta eficiencia en filtrado de partículas pequeñas tendrá mayor resistencia (menos flujo) que otro del mismo tamaño con la misma cantidad del mismo media filtrante, pero de menor eficiencia en la eliminación de partículas pequeñas.

Para aumentar la tasa de flujo del filtro sin reducir la eficiencia, es necesario buscar un filtro con mayor superficie. Mientras el nuevo filtro tenga la misma resistencia por cm², mayor superficie proveerá mayor flujo.

También se puede aumentar el flujo aumentando otro filtro paralelo.

La tercera opción es cambiar para un filtro sintético que tenga menos restricciones y mayor flujo por cm².

La media sintética normalmente es superior a media celulosa para la mayoría de las aplicaciones porque el diámetro de las fibras es menor y más consistente, permitiendo que filtre partículas de menor tamaño, mientras retiene una cantidad mayor de contaminantes y provee menor resistencia al flujo del liquido o aire.

Algunas aplicaciones hidráulicas crean altas diferencias de presiones por el elemento filtrante. En esos filtros es necesario diseñar un tubo central de soporte para aumentar la resistencia al colapso del filtro.

No existe ninguna diferencia significativa entre las normas ISO y SAE. Ambas organizaciones tienen normas de pruebas que permiten las comparaciones entre tipos y marcas de filtros.

El código ISO de limpieza es un formato que clasifica el nivel de contaminación del fluido y compara el comportamiento de diferentes medias filtrantes.

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Hay muchos tipos de fluidos hidráulicos utilizados, normalmente clasificados como bases de petróleo, biodegradables, o resistentes al fuego. Hay que revisar la compatibilidad de cada filtro específico.

Los equipos son diseñados para el tamaño correcto de esa aplicación. La mejor manera es comprar un filtro realmente adecuado, de una buena marca y distribuidor que no solo vende por rosca y empaquetadura.

Las cuatro características más importantes son:

Resistencia al flujo: La reducción de presión por el filtro desde la entrada hasta la salida. Esto es llamado caída de presión o delta P (∆ P) y tiene una relación directa en la vida útil del filtro.

Resistencia (o fuerza) al colapso: Esto es determinado por la prueba ISO 2841. Es el mínimo de caída de presión que resista sin falla del elemento filtrante o el tubo central. Esto es crítico para un filtro que está llegando al punto de taponarse por contaminantes, cuando el fluido es muy viscoso para la temperatura ambiental, o la combinación de ambos. Si esto ocurre, las partículas atrapadas y partículas del filtro circularán por el sistema causando daños severos.

Integridad estructural (o punto de burbuja): Esto es determinado por la prueba ISO 2942, la cual asegura que la media filtrante no falla por agujeros o ensamblado incorrecto. En esta prueba el filtro es sumergido en un liquido y presurizado lentamente hasta el punto en que aparezcan burbujas.

Capacidad o Eficiencia: Esto se determina por la prueba multi-paso ISO 16889. Por esta prueba de laboratorio se sabe cuanto de un contaminante el filtro retendrá y la eficiencia de ese filtro en eliminar las partículas. Aunque esto es difícil calificar en el mundo real, los resultados entre filtros y marcas son validos. La eficiencia es especificada en valor Beta.

La mejor manera es comprar un filtro realmente equivalente de una buena marca y distribuidor que no solo vende por rosca y empaquetadura.

Los distribuidores autorizados tienen las presiones, el micronaje y todos los datos de sus filtros.

Normalmente, si tienen una válvula de alivio, está localizada en el cabezal o en otro componente aparte del elemento filtrante.

Entre otras consideraciones, hay que pensar en la localización del filtro, tamaño de manguera que usa el sistema, flujo necesario (litros o galones por minuto),tamaño del tanque y temperaturas operacionales.

La presión es creada por la resistencia al flujo en el sistema. Un aceite muy viscoso para la temperatura de operaciones creará mayores presiones y posiblemente falla del filtro, un reten, o una manguera.

Bombas hidráulicas no generan presiones. Solamente generan flujo.

Las bombas más populares son:

• Las de engranajes, a veces llamadas rotativas
• Las de aletas
• Las de pistones

Las bombas son clasificadas por hp (caballos de fuerza), tipo de eje, tamaño de eje, dirección de rotación del eje, galones por minuto o litros por minuto de flujo, y presión (psi).

La localización del filtro hidráulico en un equipo móvil depende de su diseño y propósito.

En el lado de succión, puede ser un colador en la entrada a la cañería, o un filtro en la cañería antes de llegar a la bomba.

En el lado de presión, un filtro de alta presión de rotura puede estar entre la bomba y lo demás del sistema.

A veces se encuentra un filtro en la cañería de retorno al tanque.

También existen sistemas de filtración enteros adicionados a lo demás del sistema.

Si se encuentra un tubo central colapsado en el sistema hidráulico, el problema es una falla de la válvula de alivio de presión o la falla de la válvula de regulación de presión. Esta falla puede haber sido permanente o temporario.

Si la válvula de alivio de presión no abre a tiempo para aliviar el diferencial de presión por el filtro, la presión aumenta hasta dañar el tubo central.

Si la válvula de regulación de presión falla, la presión puede subir demasiado para el diseño del filtro.

Las causas de la falla de estas dos válvulas son:

• Superficies pegajosas por fluido muy frío.
• Fluido muy viscoso para las temperaturas de operación.
• Alta contaminación del fluido hidráulico por químicos (ácidos por descomposición y oxidación del aceite) o agua.
• Limpieza incorrecta de la válvula de alivio en el momento del cambio de filtro.
• Falta de detergencia en el aceite.
• Mayor flujo del sistema de lo que puede pasar por la válvula de alivio.

Las válvulas de alivio de presión en sistemas hidráulicos normalmente están localizadas en el cabezal del filtro, pero a veces el cabezal no tiene una válvula de alivio y es necesario que el filtro tenga. Cuando se depende de la válvula del filtro, hay que ver que esa válvula abra en la presión correcta para el sistema.

A veces los filtros hidráulicos son sujetos a periodos de alto flujo. Cuando este flujo es excesivo, puede ocasionar momentos en que la misma válvula no tenga capacidad de aliviar tanto aceite y crea un diferencial excesiva de presión.

Alto flujo puede ser causado por:

• Válvulas o cuerpos de válvulas defectuosas.
• Un cambio brusco de la dirección de flujo en el sistema.
• Un retorno rápido de fluido al tanque (una caída rápida de la cuchara o carga).
• Problema temporal de la válvula de regulación de presión.

Si es que se encuentra un tubo colapsado, todos los componentes deberían ser inspeccionados, limpiados, y el sistema enjuagado antes de usar de nuevo.